JPH0625537B2 - デイ−ゼルエンジンの排気浄化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はディーゼルエンジンの排気浄化装置に関し、さ
らに詳しくはディーゼルエンジンから排出される臭い成
分を処理する装置に関する。

〔従来の技術〕 特開昭57−159908号公報には、エンジンの排気系に排気
煙吸着担体を配置した排気浄化装置が記載されている。

ディーゼルエンジンでは、不完全燃焼のために、排気ガ
ス中に黒煙の源となる未燃炭化水素成分が含まれるとと
もに、悪臭の源となる臭い成分（アルデヒド等）が含ま
れている。この臭い成分は特にエンジンのアイドル時に
多く排出され、停車中の自動車のまわりに悪臭を放散す
る。従って、上記公報に記載されているように臭い成分
を吸着剤に吸着させることが好ましい訳である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

吸着剤は一般にその容量に応じた平衡吸着量を有し、吸
着された臭い成分が平衡吸着量に達するとそれ以上の吸
着ができなくなる。平衡吸着量は一般に温度が高くなる
ほど小さくなり、低温時に吸着されていた臭い成分が高
温になると脱離することになる。従って、上記公報に記
載されているように、エンジン始動時に臭い成分を吸着
させ、暖機後の熱によって、臭い成分を脱離させること
ができる。それによって、吸着剤は再生されて再び低温
時に吸着を行うことができる。

しかしながら、臭い吸着剤は一般に高温に対する耐久性
が小さく、高温に長時間さらすと劣化するという問題が
あった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によるディーゼルエンジンの排気浄化装置は、排
気通路にバイパス通路を連結して該バイパス通路に排気
ガスの臭い成分を吸着する吸着剤を配置し、さらに前記
バイパス通路への排気ガスの流れを制御する弁装置と、
エンジンのアイドル状態を検出するアイドル検出手段
と、該アイドル検出手段によりアイドルが検出された後
所定の時間遅延させて前記弁装置を開弁させる手段とを
設けたことを特徴とする。

〔実施例〕

第１図において、ディーゼルエンジン本体１０には公知
のように吸気マニホールド１２及び排気マニホールド１
４が連結される。吸気マニホールド１２には吸気管１６
が連結される。さらにエンジン本体１０には燃料噴射装
置１８が取付けられる。燃料噴射装置１８は公知のよう
に燃料噴射量の制御のためのアクセルレバーを有し、こ
の実施例においてはアクセルレバーの開度を検出するた
めのアクセルレバー開度センサ２０が設けられる。又、
吸気管１６には絞り弁２１が配置される。

排気マニホールド１４には排気管２２が連結され、その
最後部にマフラー２４が取付けられる。排気管２２には
バイパス管２６が連結され、このバイパス管２６には臭
い吸着剤２８が配置される。臭い吸着剤としては一般に
活性炭が知られている。又、モノリスタイプのセラミッ
クコージュライト基材にガンマアルミナをコートした吸
着剤を用いることもでき、さらにその他の吸着剤を使用
することもできる。さらに、バイパス管２６の吸着剤２
８より下流側とエンジンの吸気側即ち吸気管１６とを連
結する連結管３０が設けられる。排気管２２とバイパス
管２６の上流側連結部にはバイパス管２６への排気ガス
の流れを制御するバイパス弁３２が設けられ、バイパス
管２６と連結管３０との連結部には連結管３０への排気
ガスの流れを制御する再生弁３４が設けられる。

バイパス管２６の吸着剤より上流側に空気を導入するた
めに、第２の吸気管３６が設けられる。この第２の吸気
管３６は排気管２２に沿って延び、従って、第２の吸気
管３６を通る空気が排気熱によって加熱される。第２の
吸気管３６はバイパス管２６に連結されるとともに、そ
の上流側には適切なエアクリーナ（図示せず）が配置さ
れる。第２の吸気管３６がバイパス管２６を介して連結
管３０に導通したとき、第１の吸気管１６に配置した絞
り弁２１が絞られ、それによって絞り弁２１の下流側に
負圧が発生するので、この負圧によって第２の吸気管３
６から空気が導入されることができる。そして、第２吸
気管３６から空気の導入を制御するために、バイパス管
２６と第２の吸気管３６の連結部に導入弁３８が配置さ
れる。

前述したバイパス弁３２、再生弁３４、及び導入弁３８
はともにその一端が回動可能に支持された弁であり、そ
れぞれの管路を選択的に切換えることができる。各弁3
2，34，38はそれぞれダイヤフラム（図示せず）を有す
る負圧作動型アクチュエータ４０により駆動され、その
作動負圧がバキュームタンク（図示せず）から各電磁弁
４２を介して供給される。さらに、吸気管１６に配置さ
れた絞り弁２１も同様の負圧作動型アクチュエータ４０
により駆動される。しかしながら、この場合には、作動
負圧が図示しないバキュームタンクから電磁弁４２を介
して供給されるとともに、その作動負圧が第２の電磁弁
４４によって大気にブリードされるようになっており、
そのブリード量を制御することによって絞り弁２１の開
度が調節可能となっている。

バイパス弁３２、再生弁３４、及び導入弁３８は第３図
にそれぞれ(A),(B),(C)で示した３つの位置関係をとる
ように制御される。（Ａ）の位置関係を臭いトラップ不
作動と呼び、バイパス弁３２がバイパス管２６を閉じて
排気管を開き、再生弁３４賀連結管３０を閉じ、そして
導入弁３８が第２の吸気管３６を閉じる。（Ｂ）の位置
関係を臭いトラップ作動と呼び、バイパス弁３２がバイ
パス管２６を開いて排気管２２を閉じ、再生弁３４が連
結管３０を閉じ、そして導入弁３８が第２の吸気管３８
を閉じる。このときに、排気マニホールド１４から流れ
てきた排気ガスはバイパス管２６に入り、吸着剤２８を
通った後で再び排気管２２に戻り、マフラー２４から排
出する。（Ｃ）の位置関係を臭いトラップ再生作動と呼
び、バイパス弁３２がバイパス管２６を閉じ、再生弁３
４が連結管３０を開いてその開口部の下流側においてバ
イパス管２６を閉じ、そして導入弁３８が第２の吸気管
３６を開く。従って、このときに、排気ガスは排気管２
２のみを通り、第２の吸気管３６から導入された空気が
バイパス管２６及び連結管３０を介してエンジンに吸入
され、この（暖められた）空気によって吸着剤２８に吸
着していた臭い成分が脱離する。

さらに、排気管２２には吸着剤２８よりも上流側の位置
に第１の温度センサ４６が取付けられ、バイパス管２６
には吸着剤２８よりも下流側の位置に第２の温度センサ
４８が取付けられる。これらの温度センサ46，48及びア
クセルレバー開度センサ２０並びにエンジン回転数セン
サや冷却水温センサからの信号が制御装置５０に入力さ
れる。制御装置５０は演算及び制御機能を有する中央処
理装置(CPU)52と、プログラムを記憶するリードオンリ
メモリ(ROM)54と、データ等を記憶するランダムアクセ
スメモリ(RAM)56とからなるマイクロコンピュータによ
り構成され、これらの各要素は入出力（Ｉ／Ｏ）ポート
５８とともにバスにより相互に接続される。制御装置５
０は各センサからの入力信号に基いてバイパス弁３２、
再生弁３４並びに導入弁３８、絞り弁２１を制御するた
めに各電磁弁42，44に制御信号を送る。

第２図はバイパス弁３２、再生弁３４並びに導入弁３
８、絞り弁２１を制御するためのフローチャートを示
し、まずステップ６０においてアクセル開度及びエンジ
ン回転数を読む。アクセル開度及びエンジン回転数は最
新のデータとしてRAM56に記憶されており、読み出され
たアクセル開度がステップ６１においてエンジンがアイ
ドル状態であるかどうかを判定するのに使用される。エ
ンジンがアイドル状態であればステップ６２に進んでア
イドルになった直後からの時間を計測し、ステップ６３
において計測時間が所定の時間経過したかどうかを判定
する。この所定時間は例えば高負荷運転から一気にアイ
ドルに移行した後、排気温度が吸着剤２８に悪影響をな
いような温度になるように設定される。そして、ステッ
プ６３においてイエスであればステップ６４に進んで臭
いトラップ作動とし、第３図（Ｂ）に示すようにバイパ
ス弁３２を開いた状態にする。これによって排気ガスは
バイパス管２６を通り、臭い成分が吸着剤２８に吸着さ
れる。即ち、本発明においてはエンジンアイドル時には
常時臭いトラップ作動とする。しかしながら、高負荷か
らアイドルになった場合を考慮して排気ガスの温度が適
切な温度まで低下するように遅延させる訳である。

ステップ６１においてノーであれば、ステップ６５に進
む。ステップ６５において運転状態が吸着剤２８の再生
領域かどうかを判断する。吸着剤２８の再生領域はエン
ジン負荷とエンジン回転数の２次元マップとして設定さ
れており、高回転、高負荷時は除外される。このときに
温度センサ46，48の検出値を補助的に使用することもで
きる。ステップ６５においてノーの場合はステップ６６
に進み、又、ステップ６３においてノーの場合にもステ
ップ６６に進んで、臭いトラップ作動（第３図(A)）と
する。この場合には、バイパス管２６及び連結管３０が
閉じているので排気ガスはバイパス管２６を通らず、吸
着剤２８には吸着させた臭い成分が維持される。

ステップ６５においてイエスであれば、ステップ６７に
進んで絞り弁２１の開度をエンジン負荷と回転数に応じ
て設定するとともに、ステップ６８において臭いトラッ
プ再生作動（第３図(C)）にする。第３図（Ｃ）に示さ
れる状態では、空気が排気管２２に沿って延びる第２の
吸気管３６から吸着剤２８を通り、連結管３０を介して
エンジンの吸気側に吸入される。空気は当然第１の吸気
管１６からも吸入される。第２の吸気管３６から導入さ
れた空気は熱せられており、吸着剤２８を通るときに臭
い成分を脱離させて吸着剤２８を再生させ、脱離した臭
い成分をエンジンの吸気側に運ぶ、臭い成分は可燃性の
成分が多いのでエンジン燃焼室において燃焼し、再び排
出されるときには臭いが消滅している。吸着剤２８の再
生が、排気ガスではなくて新鮮な吸入空気により行われ
るので、再生時及び再生後に吸着剤２８に排気ガスのパ
ーティキュレートが付着することがなく、再生された吸
着剤２８は次のアイドル時の臭い成分に備えることがで
きる。

上記実施例においては、臭いトラップ再生作動時に第２
の吸気管３６からバイパス管２６に空気を導入し、この
空気を吸着剤２８に通すことによって吸着剤２８を再生
し、再生ガスを連結管３０を介して吸気側に運ぶように
構成したものである。しかしながら、本発明の他の実施
としては第１図の連結管３０、第２の吸気管３６、再生
弁３４及び導入弁３８を省略した構成とすることができ
る。この場合には、アイドル検出後所定時間遅延させて
バイパス弁３２を開くことによってアイドル時に臭いト
ラップを作動させ、アイドル終了とともにバイパス弁を
閉じて臭いトラップを不作動とし、さらに第２図のステ
ップ６５のように予め定められた運転状態に応じて再び
バイパス弁３２を開き、吸着剤２８を再生させるのに適
し且つ吸着剤２８を劣化させないほどの温度の排気ガス
により吸着剤２８を再生させることができる。これは、
吸着剤２８がバイパス管２６に配置され且つバイパス弁
３２が設けられているために可能なことである。

アイドル状態検出後にバイパス弁３２の開弁を遅延させ
るためには、第２図のステップ62，63のように時間計測
及び判定を行う代りに、第４図のようにバイパス弁３２
のアクチュエータ４０との対応する負圧切換え用電磁弁
４２との間に遅延弁４１を配置することによって実施す
ることもできる。遅延弁４１は、絞り通路41aと逆止弁4
1bとを並列に設けてなり、電磁弁４２を切換えて負圧を
導入するときには絞り通路42aのみ使用されるのでアク
チュエータ４０の作動が遅延することになり、逆に大気
に開放するときには逆止弁41bが開く。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、排気ガス温の高
くないアイドル時にバイパス弁を開いて排気ガスの臭い
成分を吸着剤に吸着させることができ、さらに吸着剤が
バイパス通路に配置されているので排気ガスの高温に劣
化されないような条件で吸着剤を再生させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の構成図、第２図は第１図の制
御のフローチャート、第３図は各弁の動作を説明する
図、第４図は第２実施例を示す図である。 ２２……排気管、２６……バイパス管、 ２８……吸着剤、３２……バイパス弁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−162714（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−93112（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−157518（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−41813（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−10223（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭62−48048（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭41−20322（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭50−41369（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディーゼルエンジンの排気通路にバイパス
   通路を連結して該バイパス通路に排気ガスの臭い成分を
   吸着する吸着剤を配置し、さらに前記バイパス通路への
   排気ガスの流れを制御する弁装置と、エンジンのアイド
   ル状態を検出するアイドル検出手段と、該アイドル検出
   手段によりアイドル状態が検出された後所定の時間遅延
   させて前記弁装置を開弁させる手段とを設けたことを特
   徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。